矩形頂管施工監(jiān)理工作實(shí)踐

　　上海軌道交通六號線龍陽路車站是一個比較重要的站。車站共有4個出入口，其中4號出入口穿越東方路，入口設(shè)在車站西側(cè)的東方城市花園小區(qū)內(nèi)。由于東方路為浦東的交通主干道，兩側(cè)管線復(fù)雜，為此，業(yè)主與設(shè)計(jì)單位經(jīng)多次研究后，決定該通道采用4m×6m矩形頂管方式施工。通道的設(shè)計(jì)單位為上海地下設(shè)計(jì)研究院，施工單位為上海隧道股份浦東有限公司，監(jiān)理單位為上海上咨建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司。

　　1、工程概況

　　本通道橫跨東方路，長40.5m，頂管外形尺寸4m×6m，頂管推進(jìn)坡度7‰，平均覆土厚度5.7m;頂管始發(fā)井建在東方城市花園小區(qū)內(nèi)，東貼東方路人行道，西貼小區(qū)網(wǎng)球場，南北分別貼近小區(qū)住宅和會所;施工場地十分狹小，環(huán)境保護(hù)要求很高;始發(fā)井凈尺寸為8m×9.2m，深度11.7m;接受井與龍陽路車站主體西側(cè)連通，受通道頂進(jìn)方向影響，該井的平面呈五邊形，深度11.2m.兩井均采用SMW工法樁圍護(hù)，樁長25m，用￠850三軸攪拌機(jī)施工，插入H700×300型鋼，井底板采用￠600鉆孔樁固定抗浮，基坑根據(jù)深度變化，設(shè)置了三道￠609鋼管支撐。

　　2、地質(zhì)及管線情況

　　該頂管主要推進(jìn)區(qū)域在③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層和④層淤泥質(zhì)粘土層中，該區(qū)域淺部地下水屬潛水類型，主要補(bǔ)給來源為大氣降水，水位隨季節(jié)變化，年平均一般在0.5～0.7m之間，地下水對混凝土無腐蝕性。

　　通道穿越東方路兩側(cè)沿線的地下管線有煤氣、給水、污水、電力電纜、通信等共十根管線，其中埋深最深的是￠450污水管，距頂管頂部距離約0.9m.

　　3、主要機(jī)械設(shè)備工作原理及管片情況

　　通道施工選用上海隧道股份公司自行開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造的土壓平衡式矩形頂管機(jī)。頂管機(jī)機(jī)頭由兩個3m×3m的大刀盤組成，刀盤由兩組4根共8根偏心軸連接，可分別驅(qū)動(液壓)，并能進(jìn)行相對和相反運(yùn)動，在對前方土體進(jìn)行全面切削的同時支撐開挖面;整個系統(tǒng)以土體平衡為工作原理，刀盤切削的土體進(jìn)入土壓倉，通過調(diào)整兩只螺旋機(jī)的轉(zhuǎn)速及頂進(jìn)速度來控制出土量，使土倉的壓力值穩(wěn)定在設(shè)定的范圍內(nèi)，使機(jī)頂與開挖面的土體取得平衡，從而有效防止正面土體倒塌。該機(jī)械采用機(jī)電―液壓一體化技術(shù)，由結(jié)構(gòu)緊湊的閉式液壓系統(tǒng)和PCL電氣控制系統(tǒng)組成。頂管機(jī)刀盤最大扭矩44tm×2，糾偏系統(tǒng)由16個千斤頂組成。

　　管片由鋼筋混凝土整體澆注成型，在工廠預(yù)制加工，外形尺寸4000mm×6000mm，管壁厚度500mm，長度1500mm，混凝土強(qiáng)度C40，抗?jié)B等級P8.本工程共用管片26節(jié)。

　　4、主要施工程序與主要施工難點(diǎn)

　　4.1主要施工程序

　　地面準(zhǔn)備工作→頂管機(jī)就位調(diào)試→頂管機(jī)出洞→正常段頂進(jìn)施工→頂管機(jī)進(jìn)洞→頂管機(jī)進(jìn)洞后施工。

　　4.2主要技術(shù)難點(diǎn)

　　本工程主要技術(shù)難點(diǎn)是：地面準(zhǔn)備工作、頂管機(jī)進(jìn)場吊裝就位、調(diào)試、頂管機(jī)出洞段控制、頂管過程中軸線控制、頂管機(jī)進(jìn)洞、進(jìn)洞后的工作。

　　5、監(jiān)理工作實(shí)踐

　　上海上咨建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司 王蓬矩形頂管在目前施工中使用不多，主要是由于矩形頂管的外形受力不很合理，在頂進(jìn)過程中易產(chǎn)生背土效應(yīng)，造成土體破壞。通過一些工程實(shí)踐，也總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)，故此次施工，引起了各方的高度關(guān)注，建設(shè)方申通集團(tuán)與六號線項(xiàng)目公司，專門召開了研究會議，對施工方案進(jìn)行了細(xì)致討論。針對此次頂管工作的特點(diǎn)，監(jiān)理組在按常規(guī)開展監(jiān)理工作的同時，著重對下列幾項(xiàng)工作進(jìn)行強(qiáng)化管理：

　　5.1做好認(rèn)真細(xì)致的準(zhǔn)備工作

　　施工前，請?jiān)O(shè)計(jì)、施工方進(jìn)行設(shè)計(jì)思路、施工方案與工藝、安全與文明施工的交底，并與施工單位進(jìn)行技術(shù)交流;編寫監(jiān)理實(shí)施細(xì)則，認(rèn)真審核施工方案;對施工人員進(jìn)行技術(shù)和安全交底，從而保證了全體監(jiān)理和施工人員對即將實(shí)施的施工過程、控制方法做到心中有數(shù)。

　　5.2監(jiān)測方案的編制與實(shí)施

　　由于東方路沿線管線情況復(fù)雜，依據(jù)合同及施工方案的要求，選擇了第三方作為本工程的監(jiān)測單位。在工程實(shí)施前，我們要求該單位制定詳細(xì)的監(jiān)測方案。由于東方路上不允許埋設(shè)深層沉降樁，所以通過設(shè)置地表沉降監(jiān)測點(diǎn)來間接反映管線沉降情況。根據(jù)監(jiān)測方案要求，從始發(fā)點(diǎn)出發(fā)，沿推進(jìn)軸線每間隔5m設(shè)置一排地表沉降監(jiān)測點(diǎn)，每排設(shè)三個，點(diǎn)與點(diǎn)相距5m.為加強(qiáng)對重要管線的監(jiān)測，又專門在￠1200給水管、￠450污水管和￠800雨水管在推進(jìn)軸線位置上，增設(shè)了觀測點(diǎn)。同時要求監(jiān)理單位在頂管施工期間，每天不少于兩次對所有觀測點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測，在機(jī)頭逼近重要管線時，增加對深沉沉降觀測點(diǎn)的監(jiān)測密度，直到機(jī)頭遠(yuǎn)離管線且沉降值穩(wěn)定后，再恢復(fù)原來的頻數(shù)。由于各參建單位都對監(jiān)測工作比較重視，整個過程、重要部位的沉降值，都控制在設(shè)定范圍以內(nèi)。

　　5.3洞門安裝和基座安裝

　　根據(jù)設(shè)計(jì)，洞圈與管節(jié)間存在114mm的空隙。在頂管出洞和正常頂進(jìn)過程中極易出現(xiàn)外部土體涌入始發(fā)井的事故，為防止此類事故發(fā)生，設(shè)計(jì)在洞圈上加了簾布橡膠板密封圈，并用厚12mm的鋼板壓蓋。監(jiān)理對洞圈施工嚴(yán)格要求，重點(diǎn)檢查，以確保簾布橡膠板在頂管施工過程中保證密封性能。

　　基座是為頂管機(jī)提供推進(jìn)反力，目的是要求其在頂進(jìn)過程中，在承受各種負(fù)載的情況下，都能保持不位移、不變形、不沉降。基座后靠與內(nèi)襯間預(yù)留了一定的空隙，固定后需在空隙內(nèi)填C20素混凝土，使頂管在頂進(jìn)過程中產(chǎn)生的反力通過后靠均勻地分布在內(nèi)襯墻上。鋼后靠的高程偏差不超過5mm，水平偏差不超過7mm.

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　　5.4主頂定位及機(jī)械調(diào)試

　　頂進(jìn)軸線主要靠主頂來控制，故在主頂定位時，要求與管節(jié)中心軸線形成對稱分布，以保證管節(jié)均勻受力。頂進(jìn)軸線偏差控制：高程+800mm，-100mm;水平±100mm.主頂定位后，需進(jìn)行調(diào)試與驗(yàn)收，出洞前對機(jī)械進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，保證12個千斤頂?shù)男阅芡旰?，使頂管機(jī)在工作中能始終保持最佳狀態(tài)。調(diào)試與驗(yàn)收工作，由專業(yè)單位實(shí)施，監(jiān)理對其試驗(yàn)與驗(yàn)收過程做好相應(yīng)記錄。

　　5.5頂管出洞的施工程序與出洞控制

　　設(shè)備調(diào)試→頂管機(jī)頭靠上洞口→洞門處圍護(hù)H型鋼拔除→頂管機(jī)削地加固土體(適當(dāng)提高正面推進(jìn)壓力值) →機(jī)頭切口進(jìn)入原狀土(逐步減少正面土壓力值至理論計(jì)算值)。

　　始發(fā)井圍護(hù)水泥土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為1.2Mpa，型鋼拔除前應(yīng)充分了解實(shí)地情況，對可能發(fā)生的漏水情況予以充分準(zhǔn)備，制定拔樁順序和方法，過程中作到崗位分工明確，并做好相應(yīng)記錄。在頂管機(jī)進(jìn)入加固區(qū)時，應(yīng)對刀盤在穿越加固層時，在洞圈內(nèi)的型鋼拔除后，機(jī)頭開始頂進(jìn)洞，由于正斷面為水泥土，為保護(hù)刀盤，頂進(jìn)速度較慢，且由于螺旋機(jī)出土困難，加入了適量水來軟化或濕潤水泥土。

　　5.6頂進(jìn)段的施工控制

　　在頂管機(jī)進(jìn)入原狀土后，為防止機(jī)頭“磕頭”，適當(dāng)?shù)靥岣唔斶M(jìn)速度，使正面土壓力稍大于理論計(jì)算值，以減少對正面土體的擾動及出現(xiàn)地面沉降。在頂進(jìn)過程中，應(yīng)盡量精確地統(tǒng)計(jì)每節(jié)出土量，力爭使之與理論出土量保持一致，確保正面土體的相對穩(wěn)定，減少地面沉降。

　　在頂進(jìn)過程中，還應(yīng)密切注意對頂進(jìn)軸線的控制：每節(jié)頂進(jìn)結(jié)束后，都要對機(jī)頭狀態(tài)進(jìn)行測量，以便能隨偏隨糾;每次糾偏量不宜過大，以避免因土體出現(xiàn)較大擾動及管節(jié)出現(xiàn)張角，造成滲漏水后果。

　　由于本工程采用的是矩形頂管，故對管道的橫向水平要求較高。在頂進(jìn)過程中應(yīng)對機(jī)頭轉(zhuǎn)角密切關(guān)注，機(jī)頭一旦出現(xiàn)微小轉(zhuǎn)角，便立即采取刀盤反轉(zhuǎn)、加壓鐵等措施進(jìn)行回糾。

　　為使頂進(jìn)過程保持連續(xù)均衡施工，監(jiān)理24小時值班，記錄每天的頂進(jìn)速度，防止出現(xiàn)長時間擱置情況，并與施工管理密切配合，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行土壓力設(shè)定值的調(diào)整，使頂進(jìn)過程始終保持最佳狀態(tài)。同時做好每節(jié)管片出土量統(tǒng)計(jì)，嚴(yán)格控制出土量，防止欠挖或超挖，通過各方相互配合嚴(yán)格把關(guān)，有效地控制了地面沉降。

　　為減少土體與管道間的摩阻力，防止出現(xiàn)背土現(xiàn)象，在每節(jié)管節(jié)環(huán)內(nèi)共設(shè)置了8只壓漿孔，壓入專門配制的觸變泥漿，使?jié){液在管片外壁形成泥漿套，以達(dá)到減摩效果。泥漿要求達(dá)到不失水、不沉淀和不固結(jié);壓漿時須遵循“先壓后頂，隨頂隨壓，及時補(bǔ)漿”的原則，考慮到泥漿流失及地下水等影響，泥漿的實(shí)際用量一般取理論值的3～5倍，泥漿壓力控制在0.05Mpa左右。在實(shí)際過程中，還需根據(jù)土質(zhì)情況、頂進(jìn)泥漿狀況及地面沉降等要求，進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。

　　5.7頂管進(jìn)洞段控制

　　在頂管機(jī)逐漸靠近接收井時，應(yīng)增加測量的頻度與精度，減少軸線偏差，確保頂管機(jī)能準(zhǔn)確進(jìn)洞。

　　為防止機(jī)頭進(jìn)洞內(nèi)土體的塌方，在接收井洞門內(nèi)預(yù)先澆筑30cm厚的混凝土擋土墻，作為接收井的封門形式。頂管機(jī)進(jìn)洞前，除應(yīng)拔除H型鋼外，還要鑿除混凝土檔墻;頂管機(jī)進(jìn)入接收加固區(qū)域內(nèi)，適當(dāng)?shù)販p緩頂進(jìn)速度，調(diào)整出土量，減少機(jī)頭正面土壓力，以保證機(jī)頭設(shè)備完好和洞口穩(wěn)定;頂管機(jī)進(jìn)洞后，對機(jī)頭再進(jìn)行切割分解，安全吊出。

　　5.8漿液置換

　　頂管施工完成后，應(yīng)迅速將兩頭門洞封住，并通過注漿管道，注入雙液漿，置換出觸變泥漿，對管節(jié)外的土體進(jìn)行加固。注入的雙液漿玻璃與水泥的重量比為1：6.漿液置換結(jié)束后，應(yīng)盡快將管節(jié)與工作井洞門用鋼筋連成一體，澆筑混凝土，并與工作井內(nèi)壁澆平。

　　5.9管節(jié)間嵌縫

　　為防止內(nèi)壁滲漏，頂管施工完成后，管節(jié)間的縫隙應(yīng)采用雙組分聚硫密封膏填充。嵌縫前應(yīng)先將縫隙內(nèi)的雜質(zhì)、油污清理干凈，做到平整、干凈、干燥，用配制好的聚硫膏在縫兩側(cè)先刮涂一遍，第二次在縫中刮填密封至所需厚度。

　　6、監(jiān)理工作體會

　　6.1預(yù)控工作是項(xiàng)目順利展開的基礎(chǔ)

　　監(jiān)理組對該項(xiàng)目高度重視。在施工前，對施工設(shè)計(jì)及施工工藝進(jìn)行充分了解，制定監(jiān)理實(shí)施細(xì)則，對施工環(huán)節(jié)進(jìn)行分解，落實(shí)監(jiān)理工作崗位和工作職責(zé)。針對本工程特點(diǎn)，監(jiān)理組對施工方案進(jìn)行反復(fù)討論，在認(rèn)真審核施工方案的基礎(chǔ)上，提出監(jiān)理工作要求，并在實(shí)施過程中不斷予以補(bǔ)充完善。

　　每道工序開工前，監(jiān)理都組織數(shù)次技術(shù)、安全工作交底會議，將施工中應(yīng)注意的問題、可能發(fā)生的情況及應(yīng)采取的措施，進(jìn)行書面交底，使所有參建人員都能做到心中有數(shù)。在實(shí)施過程中，對可預(yù)見的問題，及時召開專題討論會，進(jìn)行分析、交底。在下道工序開始前，明確應(yīng)做的工作和預(yù)防措施。

　　6.2過程中嚴(yán)格要求，加強(qiáng)檢查，杜絕隱患

　　矩形頂管施工過程中，監(jiān)理人員崗位明確，對重要工序、重要節(jié)點(diǎn)，監(jiān)理組都事先做好交底布置;過程中進(jìn)行跟蹤檢驗(yàn)、檢測，對現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的不合要求和應(yīng)予整改完善之處，積極采取應(yīng)對措施。除每天安排統(tǒng)計(jì)監(jiān)測報表外，還組織當(dāng)班人員，對報表數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，及時告知施工現(xiàn)場人員，討論應(yīng)對措施，并要求每天將監(jiān)測數(shù)據(jù)和現(xiàn)場施工情況、下道工序應(yīng)注意的要點(diǎn)寫入日記，做到班班有交接，人人都清楚每天的工作內(nèi)容和關(guān)注的重點(diǎn)，有效地杜絕了施工中質(zhì)量與安全隱患，使整個工程始終處于受控之中。

　　6.3及時進(jìn)行總結(jié)，做好項(xiàng)目資料工作

　　此項(xiàng)較大面積的頂管工程在我們工作中首次遇到，且該施工工藝有良好的市場推廣前景，對其中存在的一些問題，亦須進(jìn)一步改進(jìn)與完善。如本次頂管中，矩形預(yù)制鋼筋混凝土管節(jié)使用的是“F”型承插式接口，在頂進(jìn)過程中和頂進(jìn)后由于管節(jié)拼接和后支座拆除，造成管節(jié)間的松動，部分接縫處有微滲漏情況。因此我們要求施工單位在頂管施工完成后，及時快速做好兩端封堵和注入雙液漿置換觸變泥漿的工作，對管接縫進(jìn)行內(nèi)部嵌縫封堵，以保證通道內(nèi)部的干燥;在落實(shí)上述工作的同時，還要求施工單位在整個通道管壁上，做好觀測點(diǎn)，掌握整個通道在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前的變化情況，制定有效的調(diào)整措施。

　　通過此次對矩形頂管全過程監(jiān)理，使我們對矩形頂管施工工藝，有了比較深刻的認(rèn)識。但由于本次項(xiàng)目實(shí)施比較倉促，對管片間采用“F”型承插式接口，管片間貼合面應(yīng)有一定的柔性接觸，以保證其貼合面能較好地接觸，達(dá)到致密抗?jié)B的目的。但本工程在實(shí)施過程中，采用的是夾板粘貼在混凝土預(yù)制管片的兩側(cè)，效果不甚理想，亦希望今后能夠予以改進(jìn)。